送料小车往返运动的控制系统设计.doc

_送料小车往返运动的控制系统设计二、控制目的和控制要求控制目的 根据送料小车自动往返循环控制系统要求，设计一个控制系统，该系统应保证安全、可靠运行的情况，实现计算机的自动监控控制要求（1）通过对送料小车自动往返循环控制要求分析，采用PLC控制原理，设计出总体控制原理图，画出硬件电路图（2）采用西门子编程语言LAD、FBD或STL编制控制程序，完成起控制要（3）利用INTOUCH组态监控界面，实现控制过程的动态监控（4）控制系统实现自动控制三、西门子系列PLC的简单介绍 PLC不仅能进行逻辑控制，在模拟量闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制系统方面都得到广泛的应用。如今，大、中型，甚至小型PLC都配有A/D、D/A转换及运算功能，有的还具有PID功能。这些功能使PLC在模拟量闭环控制、运动控制、速度控制等方面具有硬件基础。1、PLC的用途：（1）顺序控制：这是PLC最广泛应用的领域，用以取代传统的继电器顺序控制；（2）运动控制：PLC制造商目前已提供了拖动步进电机或多轴位置控制模块；（3）闭环过程控制：PLC能控制大量的物理参数；（4）数据处理：在机械加工中，出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制设备紧密结合的趋向；2、PLC的特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强；（2）适用性强，应用灵活；（3）编程方便，易于使用；（4）功能强，扩展能力强；（5）PLC控制系统设计、安装、调试方便；（6）维修方便，维修工作量少；（7）PLC体积小，重量轻，易于实现机电一体化；3、PLC的硬件组成： 硬件包括：中央处理器、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、智能I/O接口、编程工具、智能单元；4、PLC的软件及应用程序编程语言：（1）系统软件：第一部分为系统管理程序，它控制PLC的运行，使整个PLC按部就班地工作；第二部分为用户指令解释程序，通过用户指令解释程序，将PLC的编程语言变为机器语言指令；第三部分为标准程序模块与系统调用，包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序；（2）编程语言：梯形图编程；指令表编程；状态流程图编程；四、总体方案设计控制要求（1） 第一次按下送料按钮，预先装满的小车前进送料到达卸料处（SQ2）自动停下来卸料（2） 经过卸料所需设定时间t2延时后，车子则自动的返回到装料处（SQ1）（3） 经过装料所需设定的时间t1延时后，车子自动的再次前进送料，卸完料后车子又自动返回装料，如此自动往返循环送料。设计原则（1） 最大限度的满足要求被控对象的要求。（2） 满足控制要求的前提下，力求使控制系统操作简单，使用及维修方便。（3） 控制系统安全可靠，具有足够的使用寿命。（4） 在满足以上各点的情况下，尽量少花钱，多办事。（5） 考虑到生产发展和工艺的改进，在选择控制系统设备时，设备能力应适当留有裕量。工作流程图开始送料小车前进到卸料处 送料小车卸料送料小车后退到装料处送料小车装料1、 PLC I0口分配I0.0 启动 I0.1 停止Q0.0 前进Q0.1 卸料Q0.2 后退Q0.3 装料2、 硬件电路图硬件电路图如下图所示： 图（1）硬件电路图控制元件选择控制元件选择序号名称型号规格数量1熔断器NT00C RT16-00042刀开关HS 11 10031913接触器LC1-D501144指示灯XB2BVB3C46PLC 主机FX2N-128MR17继电器SSR-D205W43、设计步骤根据设计案例设计要求，此案例只有自动的运行过程，因此在设计过程中不必考虑手动环节，这就简化了程序的设计，在这个案例中，只要完成了送料小车的四个功能，就完成了设计要求，即送料小车的前进，卸料，后退和装料，循环往复，在软件设计过程中主要用到定时器来完成设计要求，T38定时10 s为小车前进的时间，T39定时1 s为小车卸料的过程，T40定时10 s为小车后退的时间，T41定时为2 s为小车装料的时间，程序设计如下PLC控制软件如下Network 1 / 送料小车控制系统梯形图/ 网络注释 I0.0启动 I0.1停止LD I0.0O M0.0AN I0.1= M0.0Network 2 / Q0.0送料小车前进LDN T38A M0.0LD T41O Q0.0O I0.0ALDTON T38, 100= Q0.0Network 3 / Q0.1送料小车卸料LDN T39A M0.0LD T38O Q0.1ALD= Q0.1TON T39, 10Network 4 / Q0.2送料小车后退LDN T40A M0.0LD T39O Q0.2ALD= Q0.2TON T40, 100Network 5 / Q0.3送料小车装料LDN T41A M0.0LD T40O Q0.3ALD= Q0.3TON T41, 20五、安装调试过程（1）打开标记名字典，定义I00、I01、Q00、Q01、Q02、Q03；对应建立的访问名是CHEN，对应的项目分别是010001、010002、000001、000002、000003、000004；抓图如（2）（3）（4）（5）（1）将编好的控制软件下载到PLC中，根据控制功能，运行调试，直到满足控制要求；然后关闭。（2）启动MODBUS,定义topic。（3）进入INTOUCH，设置访问名，应于MODBNS一置，选择DDE协议。设计标记名字典，逐个选择MODBUS里的I/O型标记名。运行INTOUCH程序，观察运行情况是否正常，如不正常，修改有关程序或设置，直至运行正常，性能良好。（4）启动开始按钮。（5）进入自动运行状态，首先送料小车前进，如图（2）所示。（6）送料小车到达指定地点并卸料，如图（3）所示。（7）送料小车卸完料后后退到装料处，如图（4）所示。（8）送料小车开始装料，如图（5）所示。（9）送料小车循环往复运行。送料小车控制系统运行界面如下图图 2 送料小车前进图 3 卸料图 4 后退到装料处如图 5 送料小车开始装料六、调试中遇到的问题及解决办法 在调试过程中，最开始的时候程序能够正常的运行，但是界面却不能够正常的反映程序运行的过程，检查MODBUS中topic，INTOUCH中的访问名，标记名字典中访问名是否一致，以及他们三个内部的设置是否正确。这样重新操作一次，但仍然没有解决问题，然后检查运行前PLC是否已经关闭，如没有关闭，将其关闭，重新操作一次，这样问题就解决了注意操作步骤一定要正确，先下载程序到PLC，不运行。然后打开MODBUS,最后打开INTOUCH运行，注意观察MODBUS提示。七、测试结果分析 这个控制系统没有手动的控制过程，直接是自动的环节，这样就减少了手动的过程，首先启动开始按钮，然后看小车的运行，首先装满料的小车前进到达卸料地点，然后卸料，然后小车后退到达装料地点并装料，循环往复，这样就完成了设计要求，在这个设计过程中完全满足设计要求。八、心得体会 在这次培训过程中，让我们知道了自己还有许多欠缺的地方，同时理论知识也不扎实，动手实践的能力较差，在设计的过程中，让我知道在设计中首先对被控系统工作原理和工作要求的归纳、分析、理解，然后开始硬件的配置和程序的设计；通过这次培训考试，我明白了作为一个电气工作者，无论是在设计中或者是在工作中，一定要把安全放到第一位，特别是在设计的过程中，一定要考虑这个环节。在今后的工作中，一定要注意举一反三，通过自己所学的知识，再联系以前所做的设计，运用到工作环节，同时还有很多东西要学，充实自己，并运用到实践当中去。PLC控制技能测试试题二基于西门子PLC的送料车自动往返循环控制一、控制目的根据送料车自动往返循环控制系统要求，设计一控制系统，该系统应保证安全、可靠运行的情况，实现计算机自动监控。二、工程原理1、送料车自动循环控制系统的构成送料车工作示意图如下图所示。车子由电动机拖动，电动机正转车子前进，电动机反转车子后退。送料车工作示意图 2) 工作过程（1） 第一次按下送料按钮，预先装满料的小车前进送料到达卸料处（SQ2）自动停下来卸料。（2） 经过卸料所需设定的时间2延时后，车子则自动的返回到装料处（SQ1）。（3）经过装料所需设定的时间1延时后，车子自动的再次前进送料，卸完料后车子又自动返回装料，如此自动往返循环送料。三、测试要求1、通过对送料车自动往返循环控制要求分析，采用PLC控制原理，设计出总体控制原理图，画出硬件电路图。 2、采用西门子编程语言LAD、FBD或STL 编制控制程序，完成其控制要求。 3、利用INTOUCH组态监控界面，实现控制过程的动态监控。4、控制系统实现自动控制。四、测试步骤1、控制功能分析：根据控制要求，列出控制量统计表及实现功能，分析电信号的控制范围。 2、总体方案设计：根据控制功能分析，选择合适的控制元件，给出总体方案设计图。3、画硬件电路图：根据总体方案，详细画出硬件电路图。4、控制软件编制：根据动作流程，画出其流程图， 编写、修改控制程序。5、监控界面设计：根据动作流程，利用INTOUCH组态设计出其监控界面。6、软件调试：将编制好的软件下载到PLC中，根据控制功能，运行调试，直到满足控制要求。五、测试设备1、计算机2、PLC控制屏六、时间安排测试时间：4小时七、测试评估测试评估有监考教师随测试过程同步进行，测评项目及评分标准如下。最终成绩由测试成绩+测试报告。序号测评内容具体要求分值1控制功能分析列出控制量统计表及实现功能，少列一个控制量扣0.5分5给出控制信号的控制范围，错一个控制信号的控制范围扣0.5分52总体方案设计选择出合适的控制元件，错一个控制元件扣0.5分5画出总体方案设计图，错一处扣0.5分153画硬件电路图画出详细硬件电路图，错一处扣0.5分，最多扣分不超过10分1